Способ стереоспецифического гидролиза производных пиперидиндиона

 

Способ может быть использован в биотехнологии для получения соединений, обладающих антидепрессивной активностью, в частности пароксетина. Стереоспецифический гидролиз смеси (+) и (-) изомеров производных пиперидиндиона проводят с использованием фермента карбоксилэстеразы в смеси водного и органического растворителей. Продукты гидролиза разделяют. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение касается нового способа и некоторых новых промежуточных соединений.

Патент США N 4007196 описывает класс соединений, которые обладают антидепрессивной активностью. Одним из характерных соединений, упомянутых в патенте, является пароксетин (paroxetine), который описан как соединение, обладающее антидепрессивной активностью.

Это соединение в настоящее время рекомендовано для применения людьми в некоторых странах и продается как антидепрессивное средство.

Все описанные способы получения пароксетина включают химические реакции, которые описаны в патенте США N 4902801. Следует принять во внимание, что пароксетин фактически представляет собой (-) - изомер (как показано выше) и что все химические способы получения пароксетина включают стадию химического расщепления, которая портит основу и реагенты и делает необходимым применение дорогостоящих расщепляющих реагентов, и действительно является дорогостоящей для осуществления реакций. Известен также аналог EP 0223403, кл. C 07 D 405/12.

Изобретение включает использование стадии ферментного расщепления, которая сужает или преодолевает ряд проблем, связанных со стадией чисто химического расщепления.

Соответственно, предлагаемое изобретение предлагает способ стереоспецифического гидролиза смеси (+) и (-) изомеров соединения формулы (II) в которой R представляет собой C₁-C₆ - алкил; с использованием фермента карбоксилэстеразы, (i) с образованием соединения формулы (IIIA) и последующим отделением образующегося в результате соединения формулы (IIIA) от остающегося (-) - изомера формулы (II): или ii с образованием соединения формулы (IIIB)
и последующим отделением образующегося в результате соединения формулы (IIIB) от остающегося (+) - изомера формулы (II).

Следует принять во внимание, что выбор фермента карбоксиэстеразы будет определять, какой из изомеров формулы (II) гидролизуется до соответствующей кислоты, которую можно определить обычным экспериментом.

Предпочтительным является вариант способа (I).

При использовании варианта способа (i) стереоселективность способа такова, что при действии фермента карбоксиэстеразы на рацемическую смесь соединения формулы (II) соотношение изомеров (-) и (+) соединения формулы (II) превышает 60%, предпочтительно превышает 70%, более предпочтительно превышает 80%, а наиболее предпочтительно превышает 85%.

При использовании варианта способа (ii) стереоселективность способа такова, что после действия фермента карбоксиэстерона на рацемическую смесь соединения формулы (II) отношение (+) - изомера к (-) - изомеру соединения формулы (II) превышает 60%, предпочтительнее составляет более 70%, еще предпочтительнее выше 80% и наиболее предпочтительно превышает 85%.

Способ осуществляют подходящим образом, растворяя нерасщепленное (±) - соединение формулы (II) в подходящем растворителе, таком как смесь водного и органического растворителя, добавляя фермент карбоксилэстеразу и перемешивая образующуюся в результате смесь до завершения реакции.

Подходящими температурами для осуществления реакции являются температуры 0 - 50^oC, более подходящими - 10 - 40^oC, еще более подходящей является температура 25 - 35^oC, и наиболее подходящей - 30^oC.

Подходящие смеси водных и органических растворителей включают буферные водные растворители, такие как трис-буфер, который смешивают с ДМСО.

Подходящей величиной pH для выполнения реакции является pH 4 - 8, более подходяща величина pH 5 - 7, и предпочтительнее pH 5,5.

Подходящими значениями заместителя R являются метил и этил. Предпочтительным является этил.

Термином "фермент карбоксилэстераза" в международной классификации обозначаются ферменты, которые входят в класс EC 3.1.1.

Подходящие ферменты карбоксилэстеразы включают эстеразу свиной печени и эстеразу коровьей печени, которые имеются в продаже или могут быть получены экстракцией из печени свиньи и печени коровы соответственно путем использования технических процедур, известных из литературы.

Следует также иметь в виду, что ферменты карбоксилэстеразы, продуцированные микробами, также являются подходящими для применения в предлагаемом изобретении.

По варианту способа (i), в котором фермент карбоксилэстераза стереоспецифически гидролизует (+) - форму соединения формулы (II), оставшуюся (-) - форму соединения формулы (II) отделяют обычными техническими приемами, такими как экстракция растворителем соединения формулы (II) с использованием несмешивающегося с водой растворителя, такого как этилацетат, и образующееся в результате (-) - соединение формулы (II) затем может быть выделено с использованием обычных технических приемов, таких как осаждение.

При варианте способа (ii), когда фермент карбоксилэстераза стереоспецифически гидролизует (-) - форму соединения формулы (II) с образованием (-) - формы соединения формулы (III), остающуюся (+) - форму соединения формулы (II) можно отделить от (-) - формы соединения формулы (III) так, как упоминалось выше.

Форма (-) - соединения формулы (III) может быть превращена в пароксетин путем превращения сначала (-) - соединения формулы (II) с использованием обычных технических приемов эстерификации. Сложный эфир затем может быть превращен в пароксетин или его фармацевтически приемлемую соль и/или его сольват, такой как полугидрат гидрохлорида, например, при использовании процедур, описанных в патентах США NN 4902801 и 4721723.

С другой стороны, (-) - соединение формулы (III) может быть непосредственно превращено в пароксетин путем восстановления кислотной группы карбоновой кислоты в гидроксиметильную группу и восстановления двух кетогрупп в пиперидиновом кольце с использованием обычных восстанавливающих агентов, таких как алюмогидрид лития. Затем полученное в результате пиперидинкарбинольное соединение может быть превращено в пароксетин или его фармацевтически приемлемую соль и/или сольват, такой как полугидрат гидрохлорида, например, при использовании процедур, описанных в патентах США NN 4902801 и 4721723.

Полагаем, что как (-), так и (+) - форма соединения формулы (III) являются новыми, как и любые их смеси, включая рацемат. Предлагаемое изобретение распространятся также на соединение формулы (III) или его соль, или гидрат на форме (-) и (+), и их любые смеси, включая рацемат.

Соединения формулы (II) могут быть получены в соответствии с процедурами, описанными в патенте США N 4902801.

Пример 1. (-)-Транс-3-этоксикарбонил-4-(4'-фторфенил)-N- метилпиперидин-2,6-дион.

Раствор (±)-транс-3-этоксикарбонил-4-(4'-фторфенил)- N-метилпиперидин-2,6-диона (1,51 г, 5,15 мМ) в ДМСО (100 мл) добавляют к трис-буферу (900 мл, 0,2 м, pH 5,5). Снова корректируют pH до 5,5, добавляют эстеразу печени поросенка (Sigma Chemical Co, 19 мл, 5340 единиц) и реакционную смесь перемешивают в течение 20 ч. Величину pH поддерживают путем добавления водного раствора гидроксида натрия (0,105 м, 25 мл, 2,63 мМ).

Реакционную смесь экстрагируют эфиром (3 · 300 мл), объединенные органические экстракты промывают трис-буфером (0,1 М, pH 8,5, 2 · 250 мл), трис-буферные экстракты промывают эфиром (1 · 200 мл) и объединенные органические экстракты сушат над безводным сульфатом магния.

Реакционную смесь контролируют через 16, 18 и 20 ч. В каждом случае энантиомерное соотношение (-) : (+) составляет 90 : 10.

Раствор упаривают до состояния масла и обрабатывают толуолом с ТГФ. Этот раствор затем восстанавливают алюмогидридом лития. Конечный раствор, содержащий 0,15 г восстановленного вещества в 30 мл ТГФ с толуолом, имеет вращение - 16,5^o. Хиральная HPLC (высокоэффективная жидкостная хроматография) показывает соотношение изомеров (-) : (+) 86 : 14.

Формула изобретения

1. Способ стереоспецифического гидролиза смеси (+) - (-) изомеров формулы II

где R - C₁ - C₆-алкил,
отличающийся тем, что гидролиз осуществляют в присутствии карбоксилэстеразы в смеси водного и органического растворителей при рН 4,0 - 8,0 и t = 0 - 50^oС получают соединение формулы III A

или соединение формулы III B

и полученное соединение отделяют от негидролизованного соединения формулы II.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что R в формуле II представляет собой метил или этил.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбоксилэстераза представляет собой эстеразу свиной или коровьей печени.